碳链长度对阴阳离子表面活性剂体系性质的影响作者：刘纲勇,王军关键词：阴离子/阳离子表面活性剂,吸附,相互作用参数,性质摘要：研究了N-烷基-N,N,N-三羟乙基氯化铵CnNE(其中n为10,12,16)与十二烷基聚氧乙烯(3)硫酸钠AES混合体系的临界胶束浓度､混合胶束和混合单分子层的组成及相互作用参数(βs和βm)和沉淀浓度等性能。结果表明,对于阴阳离子表面活性剂体系,对于任何混合比,单一组分产生的偏表面压高者优先吸附。文章还总结和发现了碳链长度､相互作用参数､混合cmc和沉淀浓度等之间的相关性。内容：混合阴阳离子表面活性剂(SAA)的活性比单一组分的表面活性高得多。过去对阴阳离子SAA体系作过广泛研究,先是研究同碳链长度体系,后研究不同链长的但等摩尔比的体系。最近研究不同链长不等摩尔比的体系。但针对碳链长度对混合体系影响的系统研究不多。丁惠君等研究表明,阳离子SAAN原子上引入羟乙基可增加阴阳离子混合体系的水溶解性。1实验1.1试剂(1)C10NE､C12NE和C16NE以C12H25N(CH2CH2OH)2和HOCH2CH2Cl(1∶1)为原料,以乙醇为溶剂加热回流,用乙醚-乙醇混合溶液(体积比1∶1)重结晶。以同样的方法可制得C10NE和C16NE。用四苯硼钠法测季铵盐含量见表1。(2)醇醚硫酸盐AES:吉利达公司提供,疏水基为C12-14,EO平均数为3,纯度为98.7%。其中γ-logc曲线显示有最低点现象,不过引起最低点的杂质并不影响阴阳离子混合体系的表面张力。(3)蒸馏水:由碱性高猛酸钾处理过的去离子水蒸馏而得,测其表面张力γ0=72.0mN·m-1。1.2实验方法(1)滴体积法测定溶液的表面张力,实验温度控制在25℃±01℃,在25℃测定不同摩尔分数不同浓度的CnNE-AES三个体系的张力,它们的γ-logc图分别见图1､2和3。---本文于网络，仅供参考，勿照抄，如有侵权请联系删除---(2)表面张力法测定临界胶束浓度(cmc),由γ-logc曲线和拐点求cmc和γcmc。(3)用目测和紫外线吸收相结合的方法确定混浊边界,由470nm波长测定不同浓度的混合物的表观吸光度,为使沉淀或凝聚充分达到平衡,混合物溶解在室温下静置4天后测定。2结果与讨论2.1混合胶束及混合单分子层的组成基于正规溶液理论,混合胶束的组成,混合胶束的活度系数和相互作用参数(βm)可通过下列方程求出。αcmc12=x1mf1mc1m(1)(1-α)cmc12=(1-x1m)f2mc2m(2)(3)(4)(5)(6)其中α为SAA1在体相中的摩尔分数;f1m和f2m分别为混合胶束中SAA1和2的活度系数;x1m和x2m分别为SAA1和2的在混合胶束中的摩尔分数;cmc12是混合体系的cmc。cmc01和cmc02分别为单一SAA1和2在相同条件下的cmc,在这里SAA1表示CnNE,SAA2表示AES。从实验测得的cmc01､cmc02和至少一个cmc12,即可从(4)求得βm及f1m和f2m,即可用(7)计算出混合体系的cmc。(7)---本文于网络，仅供参考，勿照抄，如有侵权请联系删除---对混合单分子层组成和相互作用参数(βs),可用下列方程计算:(8)(9)其中,x1m､x2m分别为SAA在混合单分子层中的摩尔分数,c01､c02及c12为产生一定表面张力需要的单一SAA1和2及混合物的体相浓度。通常,当单个阴阳离子SAA的cmc相同时,溶液中的胶束具有等摩尔的组成,而cmc不同时,等摩尔混合体系中(α=0.5)cmc较小的组分在混合胶束中具有较大的摩尔分数。由表7可看出,对于cmc,四种SAA由小到大的顺序为:C16NE<AES<C12NE<C10NE。因此,α=0.5时,C10NE在混合胶束中的摩尔分数小于0.5,而C12NE略小于0.5,而C16NE大于0.5。同理,在混合溶液的表面吸附,J.M.Corkill,JFGoodman等指出,对于1∶1混合溶液,当阴阳离子SAA的疏水链长度相同时,得到等摩尔表面,长度不同时,长链优先吸附。实际上,在混合溶液中,对于任何混合比,单一组分产生的偏表面压高者优先吸附。表3为γ=45mN·m-1时混合单分子的组成。---本文于网络，仅供参考，勿照抄，如有侵权请联系删除---图4表明,对于CnNE-AES体系,当α为任意值,随n的增大,CnNE在混合单分子层中的摩尔分数增大;当n为任意值,随α的增大,CnNE在混合单分子层中的摩尔分数也增大。这是由于随CnNE摩尔分数α的增加,偏表面压升高,变得更易吸附,而同时AES相对浓度减小,偏表面压降低,变得更难吸附。2.2混合单分子层和混合胶束相互作用参数表4和表5可以看出,...